JP7186746B2 - 乗員下肢拘束装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のインストルメントパネルの内部に収容され、車両衝突発生時に乗員の下肢を拘束する乗員下肢拘束装置に関する。

近年では、車両の事故発生時に乗員や歩行者を保護するために複数のエアバッグを当該車両に設けるようになってきている。エアバッグ装置の種類としては、例えば、自動車のステアリングホイールの中心付近から膨張して運転者を保護する、いわゆる運転者用エアバッグ、自動車の窓の内側で下方向に展開して横方向の衝撃や横転、転覆事故時に乗員を保護するカーテンエアバッグ、横方向の衝撃時に乗員を保護すべく乗員とサイドパネル（ドア）との間で展開するサイドエアバッグ、前席に着座している乗員の下肢を保護するニーエアバッグなどがある。

ニーエアバッグは、運転席においては、ステアリングコラムの下、助手席では、通常はグローブボックスの下、すなわち、何れの場合もインストルメントパネルの下に配置される。このようなニーエアバッグは、乗員の膝、大腿及び腰の負傷のリスクを大幅に低減するとともに、乗員の腰を適切な位置に保つことで、フロントエアバッグによる乗員の頭部や胸部の保護機能を最大限に発揮させる補助的な機能もある。

車両前席の乗員の下肢を拘束する場合、インストルメントパネルの下側（裏側）からエアバッグを展開させ、あるいは、パネル状の部材を乗員の下肢に向かって突出させる方法が提案されている。ところで、インストルメントパネルの下面は、乗員側が高く、車両進行方向に向かって低くなるように傾斜しているが、その傾斜が水平に近く寝た状態になると、エアバッグやパネルの乗員の下肢を拘束する部分（面）が下を向いてしまい、乗員の下肢との接触面積が小さくなり、乗員の前方への移動を十分に拘束できない恐れがあった。

本発明は上記のような状況に鑑みてなされたものであり、乗員の下肢との接触面積を大きくすることで、確実に乗員の前方移動を拘束可能な乗員下肢拘束装置を提供することを目的とする。

（第１の態様）
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、車両の前方座席に乗車している乗員の下肢を拘束する乗員下肢拘束装置であって、車両の衝突発生時に、インストルメントパネルの下面から乗員の下肢方向に向かって突出する拘束用パネルと；前記拘束用パネルが突出した後に、当該拘束用パネルを開裂させて膨張・展開することで乗員の下肢を保護するエアバッグと；前記拘束用パネルを前記インストルメントパネルから離脱させる第１の機構とを備える。そして、展開した前記エアバッグを車幅方向（側方）から観たときに、当該エアバッグの乗員側の保護面の上部が、前記インストルメントパネルの下面と平行な面に対して乗員から離れる方向に傾斜するように構成する。

ここで、拘束用パネルが「インストルメントパネルから離脱」とは、拘束用パネルがインストルメントパネルから物理的に完全に分離されることではなく、拘束用パネルはインストルメントパネルから飛び出すが、何らかの部材によって拘束用パネルとインストルメントパネルが連結された状態を維持する意味である。例えば、拘束用パネルの背面にエアバッグの先端部分を連結させ、当該装置の作動時に拘束用パネルが適切なストロークで乗員の下肢を拘束する構造とする。

また、拘束用パネルを「移動させる」とは、当該パネルをスライドさせたり、回動（スイング）させたり、回転させたりする動作を含むものである。

更に、「エアバッグの乗員側の保護面の上部が、前記インストルメントパネルの下面と平行な面に対して乗員から離れる方向に傾斜する」とは、例えば、エアバッグの乗員側表面を板として考えたときに、上側が車両進行方向に向かって立ち上がるような状態と解釈することができる。実際には、エアバッグの保護面は硬質な板状ではないため、凹凸が存在するが、全体的な形状として傾斜するという意味である。

本発明の第１の態様においては、拘束用パネルとエアバッグを用いて乗員の下肢を保護する構造であるため、乗員の下肢の保護範囲を適宜調整することが容易となる。特に、展開したエアバッグの乗員側の保護面の上部が、インストルメントパネルの下面と平行な面に対して乗員から離れる方向に傾斜するように構成しているため、進行方向における保護面（エアバッグの表面）の投影面積を増大させることができ、乗員の保護範囲（面積）を大きくすることができる。

（第２の態様）
上記課題を解決するため、本発明の第２の態様は、車両の前方座席に乗車している乗員の下肢を拘束する乗員下肢拘束装置であって、車両の衝突発生時に、インストルメントパネルの下面から乗員の下肢方向に向かって突出する拘束用パネルと；前記拘束用パネルを前記インストルメントパネルから離脱させる第１の方向に移動させる第１の機構と；前記拘束用パネルを前記第１の方向とは異なる第２の方向に移動させる第２の機構とを備える。ここで、前記第１の方向は、前記インストルメントパネルの前記下面と概ね直交する方向とし、前記第２の方向は、前記拘束用パネルの上方部分が乗員から離れるように当該拘束用パネルを回動させ、当該拘束用パネルの水平方向に対する傾斜角度を大きくする方向とする。

本態様の第２の態様においては、第１の機構によって拘束用パネルを第１の方向に移動させるとともに、第２の機構によって当該拘束用パネルを第１の方向とは異なる第２の方向に移動させる構造を採用するため、インストルメントパネルから突出する拘束用パネルの向きを適切な向きに設定することができる。

前記第１の方向は、前記インストルメントパネルの下面と概ね直交する方向とすることができる。このように、拘束用パネルをインストルメントパネルの下面から垂直に押し出すことが、構造としても動作としてもシンプルとなる。

前記第２の機構は、前記拘束用パネルの上方部分を乗員から離れる方向に回動させ、当該拘束用パネルの水平方向に対する傾斜角度を大きくするように設定することができる。拘束用パネルの上方部分を立てるように回動させることにより、乗員側（後方）から拘束用パネルを見た時に、当該パネルの投影面積が大きくなり、広い範囲で乗員の下肢と接触することなり、乗員の下肢を確実に拘束することができる。

前記第１の機構をエアバッグとし、前記第２の機構がピストンとすることができる。エアバッグの展開方向の前方（乗員側）は、広い面積で拘束用パネルと連結させることができるため、当該パネルを確実に移動させることが可能となる。

前記第２の機構は、前記拘束用パネルを前記第２の方向に押すピストンとすることができる。ピストンは、拘束用パネルを押し出す方向とストロークを精密に設定することができるため、当該パネルの傾斜角度（姿勢）を容易に調整することができる。

前記第１の機構及び前記第２の機構を、前記拘束用パネルの背面側において膨張展開する単一のエアバッグとすることができる。この場合、前記エアバッグの展開形状によって前記拘束用パネルの移動を制御する。

このように、ピストン等の機構を用いることなく、単一のエアバッグのみで拘束用パネルの移動制御を行うことで、駆動機構を簡素化することができる。

前記エアバッグは、展開した状態における前記インストルメントパネルの下面からの距離が、上方部分（Ｌ１）よりも下方部分（Ｌ２）の方が大きくなるように設定することが好ましい。ここで、「距離」とは、インストルメントパネルの下面に直交する方向の距離である。

あるいは、前記第１の機構をピストンとし、前記第２の機構をエアバッグとすることができる。

前記拘束用パネルは、当該装置の作動前の状態においては、前記インストルメントパネルの下面の一部を構成することができる。これによって、フットウェルの上部に突出した部分が形成されず、車室内の意匠性を損なうことがない。

図１は、本発明の第１実施例に係る乗員下肢拘束装置が搭載された車両内部を示す側面図であり、当該装置が作動した状態を示す。 図２（Ａ）は、本発明の第２～４実施例に係る乗員下肢拘束装置の基本的なコンセプトを示すものであり、当該装置が搭載された車両の内部を示す側面図である。なお、図２（Ｂ）は、（Ａ）の一部（拘束用パネル周辺）を示している。 図３は、本発明の第２実施例に係る乗員下肢拘束装置が搭載された車両内部を示す側面図であり、当該装置が作動した状態を示す。 図４は、本発明の第３実施例に係る乗員下肢拘束装置が搭載された車両内部を示す側面図であり、当該装置が作動した状態を示す。 図５は、本発明の第４実施例に係る乗員下肢拘束装置が搭載された車両内部を示す側面図であり、当該装置が作動した状態を示す。

以下、本発明の第１～第４実施例について、第１の態様と第２の態様とに分けて説明する。なお、図１～図５において、同一又は対応する構成要素については、同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

［第１の態様］
（第１実施例）
本発明の第１の態様は、第１実施例として具現化される。第１実施例に係る乗員下肢拘束装置は、車両の前方座席に乗車している乗員の下肢を拘束する乗員下肢拘束装置であって、車両の衝突発生時に、インストルメントパネル１２の下面１２ａから乗員の下肢方向に向かって突出する拘束用パネル１４と；拘束用パネル１４が突出した後に、当該拘束用パネル１４を開裂させて膨張・展開することで乗員の下肢を保護するエアバッグ１７と；拘束用パネル１４をインストルメントパネル１２から離脱させる第１の機構（ピストン２０）とを備えている。

展開したエアバッグ１７を車幅方向（側方）から観たときに、当該エアバッグ１７の乗員側の保護面１７ａの上部が、インストルメントパネル１２の下面１２ａと平行な面Ｐ１に対して乗員から離れる方向に傾斜するように構成されている。

拘束用パネル１４には、エアバッグ１７によって開裂される脆弱部が形成されている。本実施例においては、正面衝突等の事象が発生したときに、ピストン２０によって拘束用パネル１４がインストルメントパネル１２から離脱するように駆動され、その後、エアバッグ１７が拘束用パネル１４を開裂して乗員側に展開することになる。なお、ピストン２０の駆動とエアバッグ１７の展開とのタイミングは、概ね同時とすることができ、ピストン２０によって拘束用パネル１４の駆動が完了する直前にエアバッグ１７が拘束用パネル１４から飛び出すように構成することもできる。

本実施例においては、拘束用パネル１４は、当該装置の作動前の状態においては、インストルメントパネル１２の下面１２ａの一部を構成するものである。これによって、フットウェル内に突出した部分が形成されず、車室内の意匠性を損なうことがない。

インストルメントパネル１２は、一般的には樹脂から成形され、運転席においては、ステアリングコラムの下側に位置し、助手席では、通常はグローブボックスの下側に位置する。本発明に係る乗員下肢拘束装置は、インストルメントパネルから１２の内部に収容される。

インストルメントパネル１２の下面１２ａの傾斜角度は、車両によって様々であるが、図１に示すように、下面１２ａが水平に近い状態まで寝たタイプの場合には、本発明は特に有効となる。インストルメントパネル１２の下面１２ａが垂直に近づく方向に立っていれば、従来の単純なニーエアバッグであっても乗員Ｐの下肢を拘束することは比較的容易であるが、インストルメントパネル２の下面１２ａが寝ている（水平に近い状態）の場合には、エアバッグによる実際の保護面積が小さくなり、乗員の下肢を十分に拘束することが困難となる。

拘束用パネル１４は、乗員Ｐ側から見た時に、例えば、横長の長方形状に成形することができ、パネル表面で乗員の下肢を支える（拘束する）ことが可能に構成されている。なお、拘束用パネル１４は、インストルメントパネル１２から完全に分離されるものではなく、他の部材によって連結されることになる。

本発明の第１の態様においては、拘束用パネル１４とエアバッグ１７を用いて乗員の下肢を保護する構造であるため、乗員の下肢の保護範囲を適宜調整することが容易となる。特に、展開したエアバッグ１７の乗員側の保護面１７ａの上部が、インストルメントパネル１２の下面１２ａと平行な面Ｐ１に対して乗員から離れる方向に傾斜するように構成しているため、進行方向における保護面１７ａ（エアバッグ１７の表面）の投影面積を増大させることができ、乗員の保護範囲（面積）を大きくすることができる。

［第２の態様］
本発明の第２の態様は、第２実施例～第４実施例において具現化される。

図２は、本発明の第２の態様に係る乗員下肢拘束装置が搭載された車両の内部を示す側面図であり、本発明の第２の態様の基本的なコンセプトを示すものである。

本発明の第２の態様は、車両の前方座席に乗車している乗員Ｐの下肢を拘束する乗員下肢拘束装置であって、車両の衝突発生時に、インストルメントパネル１２の下面１２ａから乗員Ｐの下肢方向に向かって突出する拘束用パネル１４と；拘束用パネル１４をインストルメントパネル１２から離脱させる第１の方向Ｄ１に移動させる第１の機構と；拘束用パネル１４を第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２に移動させる第２の機構とを備えている。

インストルメントパネル１２は、一般的には樹脂から成形され、運転席においては、ステアリングコラムの下側に位置し、助手席では、通常はグローブボックスの下側に位置する。本発明に係る乗員下肢拘束装置は、インストルメントパネルから１２の内部に収容される。

インストルメントパネル１２の下面１２ａの傾斜角度は、車両によって様々であるが、図１に示すように、下面１２ａが水平に近い状態まで寝たタイプの場合には、本発明は特に有効となる。インストルメントパネル１２の下面１２ａが垂直に近づく方向に立っていれば、従来の単純なニーエアバッグであっても乗員Ｐの下肢を拘束することは比較的容易である。

拘束用パネル１４は、乗員Ｐ側から見た時に、例えば、横長の長方形状に成形することができ、パネル表面で乗員の下肢を支える（拘束する）ように構成されている。なお、拘束用パネル１４は、インストルメントパネル１２から完全に分離されるものではなく、他の部材によって連結されることになる。後に実施例として説明するが、例えば、拘束用パネル１４の背面にエアバッグの先端部分を連結させ、当該装置の作動時に拘束用パネル１４が適切なストロークで乗員の下肢を拘束する構造となっている。

第１の方向Ｄ１は、インストルメントパネル１２の下面１２ａに概ね直交する方向であり、この方向に拘束用パネル１４がスライドするイメージである。なお、第１の方向Ｄ１は厳密な直線的な方向とは限らず、拘束用パネル１４を概ね平行に押し出すような方向と言うこともできる。第２の方向Ｄ２は、必ずしも直線的な方向とは限らず、拘束用パネル１４をスイングさせるような回転要素を含んだ方向と捉えることができる。
また、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２への拘束用パネル１４の移動は、極めて短い時間で行われるものであり、且つ複合的なものであり、概ね同時に行われると考えることができる。

本発明においては、拘束用パネル１４を第１の方向Ｄ１に移動させるとともに、第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２に移動させる構造を採用するため、インストルメントパネルから突出する拘束用パネルの向きを適切な向きに設定することができる。

なお、拘束用パネル１４の第１の方向Ｄ１への移動を第２の方向Ｄ２への移動に先行して実施した場合には、拘束用パネル１４を速やかに乗員の下肢付近に到達させることができる。一方、拘束用パネル１４の第２の方向Ｄ１への移動を第１の方向Ｄ２への移動に先行して実施した場合には、拘束用パネル１４の拘束面を速やかに乗員の下肢側に向けることが可能となる。

（第２実施例）
図３は、第２実施例に係る乗員下肢拘束装置が搭載された車両内部を示す側面図であり、当該装置が作動した状態を示す。本実施例においては、拘束用パネル１４は、当該装置の作動前の状態においては、インストルメントパネル１２の下面１２ａの一部を構成するものである。これによって、フットウェル内に突出した部分が形成されず、車室内の意匠性を損なうことがない。

本実施例に採用される第１の機構は、拘束用パネル１４を第１の方向Ｄ１に押し出すエアバッグ１８である。エアバッグ１８は、インストルメントパネル１２の内部に収容されたインフレータ（図示せず）から供給される膨張ガスによって、膨張・展開する。エアバッグ１８の展開方向の前部（乗員側）は、広い面積で拘束用パネル１４と連結させることができるため、当該パネル１４を確実に乗員側に移動させることができる。

本実施例に採用される第２の機構は、拘束用パネル１４を第２の方向Ｄ２に押すピストン２０である。ピストン２０の先端は、拘束用パネル１４の下端部付近に連結されており、例えば、空気の圧力を利用してピストンロッドを伸長させる構造となっている。

なお、第１の方向Ｄ１は厳密な直線的な方向とは限らず、拘束用パネル１４を概ね平行に押し出すような方向と言うこともできる。また、第２の方向Ｄ２については、ピストン２０の駆動方向と考えると直線的だが、拘束用パネル１４の移動方向という意味では、当該拘束用パネル１４をスイングさせるような回転要素を含んだ方向といえる。
また、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２への拘束用パネル１４の移動は、極めて短い時間で行われるものであり、且つ複合的なものであり、概ね同時に行われると考えることができる。

ピストン２０は、拘束用パネル１４の下端部分を乗員側に押し出すことにより、拘束用パネル１４の上方部分を乗員から離れる方向に回動させ、当該拘束用パネル１４の水平方向に対する傾斜角度を大きくするように設定することができる。拘束用パネル１４の上方部分を立てるように回動させることにより、乗員側（後方）から拘束用パネル１４を見た時に、当該パネルの投影面積が大きくなり、広い範囲で乗員の下肢と接触することなり、乗員の下肢を確実に拘束することができる。

（第３実施例）
図４は、第３実施例に係る乗員下肢拘束装置が搭載された車両内部を示す側面図であり、当該装置が作動した状態を示す。本実施例も、上述した第１実施例と同様に、拘束用パネル１４は、当該装置の作動前の状態においては、インストルメントパネル１２の下面１２ａの一部を構成する。

本実施例に採用される第１の機構及び第２の機構は、拘束用パネル１４の背面側において膨張展開する単一のエアバッグ２２である。そして、エアバッグ２２の展開形状によって拘束用パネル１４の移動を制御可能となっている。すなわち、エアバッグ２２は、展開した状態において、インストルメントパネル１２の下面１２ａ、又は下面１２ａの延長線上から上方部分までの距離Ｌ１よりも下方部分までの距離Ｌ２の方が大きくなるように設定されている。

エアバッグ２２の展開形状の制御は、エアバッグ２２を構成するパネル（生地）の形状を工夫することによって容易に達成可能である。すなわち、エアバッグ２２の下方部分の方が上方部分よりも容量を大きくしたり、下方部分を乗員側に突出するような形状とすることができる。

なお、本実施例においては、第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２を明確に区別することは困難である。すなわち、第１及び第２の方向Ｄ１，Ｄ２は複合的なものであり、拘束用パネル１４による第１及び第２の方向Ｄ１，Ｄ２への移動は概ね同時に行われる。

（第４実施例）
図５は、第４実施例に係る乗員下肢拘束装置が搭載された車両内部を示す側面図であり、当該装置が作動した状態を示す。本実施例も、上述した第１及び第２実施例と同様に、拘束用パネル１４は、当該装置の作動前の状態においては、インストルメントパネル１２の下面１２ａの一部を構成する。

本実施例に採用される第１の機構は、拘束用パネル１４を第１の方向Ｄ１に押し出すピストン２４である。ピストン２４の先端は、拘束用パネル１４の中央付近に連結されており、例えば、空気の圧力を利用してピストンロッドを伸長させる構造となっている。

一方、本実施例に採用される第２の機構は、拘束用パネル１４を第２の方向Ｄ２に押すエアバッグ２６である。エアバッグ２６は、インストルメントパネル１２の内部に収容されたインフレータ（図示せず）から供給される膨張ガスによって、膨張・展開する。

なお、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２への拘束用パネル１４の移動は、極めて短い時間で行われるものであり、且つ複合的なものであり、概ね同時に行われると考えることができる。

エアバッグ２６は、拘束用パネル１４の上方部分を乗員から離れる方向に回動させ、当該拘束用パネル１４の水平方向に対する傾斜角度を大きくするように設定することができる。拘束用パネル１４の上方部分を立てるように回動させることにより、乗員側（後方）から拘束用パネル１４を見た時に、当該パネルの投影面積が大きくなり、広い範囲で乗員の下肢と接触することなり、乗員の下肢を確実に拘束することができる。

本発明の第２の態様の別の例として、第１の機構及び第２の機構の両方をピストンによって構成したものが考えられる。この場合、第１のピストンの先端を拘束用パネル１４の中心付近に連結して、第１の方向Ｄ１に押し出し、第２のピストンの先端を拘束用パネル１４の下端付近に連結して、当該拘束用パネル１４を回動させることができる。あるいは、第１のピストンの先端に第２のピストンの後端を連結する構造とし、第１のピストンの駆動方向Ｄ１に対して第２のピストンの駆動方向Ｄ２を屈曲させることが考えられる。

本発明を上記の例示的な実施形態と関連させて説明してきたが、当業者には本開示により多くの等価の変更および変形が自明であろう。したがって、本発明の上記の例示的な実施形態は、例示的であるが限定的なものではないと考えられる。本発明の精神と範囲を逸脱することなく、記載した実施形態に様々な変化が加えられ得る。

Claims (6)

1. 車両の前方座席に乗車している乗員の下肢を拘束する乗員下肢拘束装置であって、
   車両の衝突発生時に、インストルメントパネルの下面から乗員の下肢方向に向かって突出する拘束用パネルと；
   前記拘束用パネルを前記インストルメントパネルから離脱させる第１の方向に移動させる第１の機構と；
   前記拘束用パネルを前記第１の方向とは異なる第２の方向に移動させる第２の機構とを備え、
   前記第１の方向は、前記インストルメントパネルの前記下面と概ね直交する方向であり、
   前記第２の方向は、前記拘束用パネルの上方部分が乗員から離れるように当該拘束用パネルを回動させ、当該拘束用パネルの水平方向に対する傾斜角度を大きくする方向であることを特徴とする乗員下肢拘束装置。
2. 前記第１の機構がエアバッグであり、
   前記第２の機構がピストンであることを特徴とする請求項１に記載の乗員下肢拘束装置。
3. 前記第１の機構及び前記第２の機構が、前記拘束用パネルの背面側において膨張展開する単一のエアバッグであり、
   前記エアバッグの展開形状によって前記拘束用パネルの移動を制御可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の乗員下肢拘束装置。
4. 前記エアバッグは、展開した状態における前記インストルメントパネルの下面からの距離が、上方部分よりも下方部分の方が大きいことを特徴とする請求項３に記載の乗員下肢拘束装置。
5. 前記第１の機構がピストンであり、
   前記第２の機構がエアバッグであることを特徴とする請求項１に記載の乗員下肢拘束装置。
6. 前記拘束用パネルは、当該装置の作動前の状態においては、前記インストルメントパネルの下面の一部を構成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の乗員下肢拘束装置。
   

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